LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK 1 : EVALUASI STATISTIKA DAN KINERJA ANALITIK SUATU METODE ANALISIS

Prinsip Percobaan

            Suatu metode tidak selalu dapat digunakan dengan baik untuk semua pengukuran. Pengukuran analisis kuantitatif selalu menghasilkan data dengan tingkat kesalahan tertentu meskipun metode analisis yang digunakan dipilih sesuai dengan tujuan analisis yang dikerjakan. Oleh karena itu, untuk mengetahui tingkat ketidakpastian data tersebut perlu dilakukan evaluasi statistika. Evaluasi statistika dilakukan dengan mencari rerata, median, kisaran, standar deviasi, dan variance. Metode statistika lainnya yang digunakan untuk mengevaluasi data hasil analisis yaitu uji t dan uji F untuk analisis indikator yang berbeda dan hasil yang berbeda pula (Day dan Underwood 2002).

            Data statistik adalah kumpulan keterangan atau fakta yang menjelaskan mengenai suatu persoalan. Hasil pengukuran dapat dikatakan teliti apabila hasil dari rangkaian penetapan satu sama lain perbedaannya kecil atau penyebaran angka-angka hasil pengukuran sempit. Terdapat tiga macam ukuran ketelitian yaitu: separo kisaran (range), penyimpangan rata-rata (mean deviation), dan simpangan baku (standard deviation). Suatu hasil analisis dikatakan tepat apabila nilai rata-rata yang didapat sangat dekat dengan nilai sebenarnya (Khopkar 2007).

Parameter kinerja analitik untuk validasi metode yaitu: lineritas, akurasi, presisi, sensitivitas, selektivitas, limit deteksi, dan limit kuantisasi. Linearitas adalah kemampuan metode analisis memberikan respon proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel. Akurasi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analis dengan kadar analat yang sebenarnya. Presisi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata. Sensitivitas adalah ukuran kemampuan suatu metode untuk membedakan dua buah sampel. Selektivitas adalah ukuran kebebasan suatu metode dari gangguan ditunjukkan dengan nilai koefisien selektivitas. Limit deteksi adalah konsentrasi atau jumlah absolut analat terkecil yang mempunyai sinyal secara signifikan lebih besar dari sinyal yang muncul dari pereaksi blanko. Limit kuantisasi adalah jumlah terkecil atau konsentrasi analat terkecil yang dapat ditentukan dengan dapat dipercaya (Harvey 2000).

Tujuan

            Praktikum kali ini bertujuan untuk mengolah data analisis dan menampilan hasil menggunakan bantuan komputer.

Prosedur Percobaan

             Berdasarkan data yang diperoleh pada percobaan tiga, dilakukan evaluasi statistikanya yaitu dilakukan uji Q beserta bagaimana nilai reratanya dan uji dengan bantuan komputer. Uji dengan bantuan komputer dilakukan statistika deskriptif (rerata, median, kisaran, standar deviasi, dan variance) dan uji t dan uji F untuk analisis dengan indikator yang berbeda menggunakan analisis yang berbeda. (seluruh perhitungan menggunakan angka signifikan).

            Evaluasi kinerja analitik suatu teknik analisis dengan melakukan perhitungan nilai beberapa parameter kinerja analitik untuk validasi metode yaitu: linearitas, akurasi, presisi, sensitivitas, selektivitas, limit deteksi, dan limit kuantisasi dari hasil analisis total flavonoid dengan metode AlCl₃ secara spektrofotometri sinar tampak dengan menggunakan data dari buku penuntun praktikum kimia analitik satu halaman 27.

Hasil dan Perhitungan Data

Tabel 1 Data Konsentrasi NaOH pada titrasi asam-basa dengan Indikator berbeda

Ulangan	[NaOH] (N) indikator JM	[NaOH] (N) indikator MM	[NaOH] (N) indikator BTB	[NaOH] (N) indikator PP
1	0,0719	0,0873	0,0726	0,0733
2	0,0785	0,0873	0,0706	0,0719
3	0,0763	0,0888	0,0733	0,0726
4	0,0785	0,0848	0,0712	0,0740
5	0,0740	0,0899	0,0726	0,0726
6	0,0770		0,0733	0,0733

Tabel 2 Perhitungan dengan metode statistika

Metode Statistika	Variabel
	JM	MM	BTB	PP
Mean	0,07597	0,087520	0,072167	0,072850
Standar Deviasi	0,00266	0,001920	0,001120	0,000734
Varians	0,00000708	0,00000369	0,00000125	0,000000539
Sum	0,45580	0,437600	0,433000	0,437100
Minimum	0,07180	0,084700	0,070500	0,071800
Median	0,07655	0,087200	0,072500	0,072850
Maksimum	0,07850	0,089800	0,073200	0,073900
Range	0,00670	0,005100	0,002700	0,002100

Tabel 3 Uji F dengan BTB sebagai acuan

	Fhitung	Ftabel
BTB - JM	0,0853	5,820
BTB - MM	0,2680	5,988
BTB - PP	0,3752	5,820

Keterangan: H_{o           A} = _B

                            H_{A           A} ≠ _B

                           db = n_A + n_B - 2

       BTB - JM   F_hitung < F_tabel           H_o diterima

                   BTB - MM F_hitung < F_tabel           H_o diterima

                   BTB - PP   F_hitung < F_tabel            H_o diterima

Tabel 4 Uji t dengan BTB sebagai acuan

	thitung	ttabel
BTB - JM	0,0089	2,23
BTB - MM	4,6878 x 10-8	2,26
BTB - PP	0,2398	2,23

Keterangan: H_o           S²_A = S²_B

                          H_A          S²_A ≠ S²_B

       BTB - JM   t_hitung < t_tabel              H_o diterima

                   BTB - MM t_hitung < t_tabel              H_o diterima

                   BTB - PP   t_hitung < t_tabel             H_o diterima

Tabel 5 Data kurva kalibrasi

Konsentrasi Standar (µg/mL)	Absorbans
	1	2	3	4	5	6
10	0,262	0,259	0,255	0,261	0,258	0,261
20	0,427	0,426	0,428	0,421	0,423	0,424
30	0,581	0,577	0,584	0,591	0,592	0,579
40	0,744	0,752	0,741	0,752	0,755	0,751
50	0,892	0,884	0,899	0,891	0,889	0,893
60	1,048	1,045	1,047	1,047	1,051	1,045
70	1,198	1,189	1,201	1,203	1,195	1,188
80	1,356	1,353	1,349	1,357	1,361	1,354

Kurva Kalibrasi

  

   

   

Abs 1   y = 0,114 + 0,0155 x              

            R-sq = 100,0%

Abs 2   y = 0,114 + 0,0155 x

            R-sq = 99,9%

Abs 3   y = 0,113 + 0,0156 x

            R-sq = 100,0%

Abs 4   y = 0,114 + 0,0156 x

            R-sq = 100,0%

Abs 5   y = 0,114 + 0,0156 x

            R-sq = 99,9%

Abs 6   y = 0,114 + 0,0155 x

            R-sq = 100,0%

Tabel 6 Data intersep dan slope dari kurva kalibrasi

Ulangan	intersep		Ulangan	Slope
1	0,114		1	0,0155
2	0,114		2	0,0155
3	0,113		3	0,0156
4	0,114		4	0,0156
5	0,114		5	0,0156
6	0,115		6	0,0155
Standar Deviasi (σ)	0,000632		Rerata	0,01555

Limit Deteksi =                Limit Kuantitasi =

                  = 0,1341                                           = 0,4064

Tabel 7 Hasil pengukuran kadar flavonoid total dalam meniran

Ulangan	Kadar (%b/b)
1	1,11
2	1,14
3	1,23
4	1,28
5	1,18
6	1,08
7	1,15
8	1,21
9	1,23
Standar Deviasi	0,0645
Rerata	1,1789

Perhitungan

Uji Q_bawah         =

                        =  = 0,150

Q_tabel sebesar 0,493

Q_bawah < Q_tabel, maka data dapat diterima

Uji Q_atas           =

                        =  = 0,260

Q_tabel sebesar 0,493

Q_atas < Q_tabel, maka data dapat diterima

SK 95%  μ      =  ±

                         = 1,1789 ±

                         = 1,1789 ± 0,0496

                         = 1,1293 < μ < 1,2286

Presisi = % SBR

            =  X 100 %

            =  X 100 %

            = 5,4718%

Tabel 8 Hasil uji akurasi

Ulangan	[flavonoid total]awal (g/mL)	[flavonoid total]spiked (g/mL)	[flavonoid total]hasil pengukuran (g/mL)
1	10	20,5	20,6
2	10	20,5	20,3
3	10	20,5	19,9
4	10	25,7	25,8
5	10	25,7	25,5
6	10	25,7	26,1
7	10	30,4	30,5
8	10	30,4	30,2
9	10	30,4	31,0
Rerata	10	25,5	25,5

Akurasi  =  x 100 %

              =  x 100 %

           = 60,78 %

Pembahasan

            Percobaan kali ini dilakukan untuk pengolahan data hasil analisis titrasi asam basa dengan menggunakan berbagai indikator dari percobaan sebelumnya. Pengolahan data hasil titrasi asam basa yang dilakukan pada percobaan sebelumnya yaitu mencari konsentrasi NaOH dengan enam kali ulangan menggunakan indikator yang berbeda. Setelah itu, dari hasil tersebut dilakukan uji Q untuk mengetahui apakah data tersebut terdapat pencilan atau tidak. Setelah dilakukan uji Q ternyata terdapat pencilan pada indikator merah metil karena nilai uji Q_hitung > uji Q_hasil. Oleh karena itu, untuk mengetahui apakah hasil penetapan yang diperoleh dapat dikatakan sama dengan nilai sebenarnya dilakukan uji t secara unpaired yaitu menggunakan sumber yang sama. BTB dijadikan sebagai indikator pembanding bagi indikator jingga metil, merah metil, dan fenolftalein. Berdasarkan perhitungan komputer diperoleh nilai uji t BTB-JM 0.0089 < t_tabel, uji t BTB-MM 4.6878x10^-8 < t_tabel , dan  uji t BTB-PP 0.2398 < t_tabel, nilai t_tabel diperoleh dengan v 10 dan   0.05 adalah 2.23 untuk JM, 2.26 untuk MM, 2.23 untuk PP. Hasil yang diperoleh didapatkan bahwa nilai t_hitung < t_tabel artinya hipotesis diterima maka nilai uji t tidak berbeda nyata dengan nilai sebenarnya pada tiap indikator.

             Uji statistika lain yang digunakan adalah uji F untuk membandingkan nilai varians juga untuk mengetahui apakah metode yang dibandingkan mempunyai ketelitian yang sama. Uji F juga menggunakan BTB sebagai indikator pembanding bagi indikator jingga metil, merah metil, dan fenolftalein. Hasil hitung uji F diperoleh BTB-JM, BTB-MM, BTB-PP nilainya adalah 0.0853, 0.2680, 0.3752. Hasil hitung ketiga nilai uji F kurang dari nilai F_tabel artinya hipotesis diterima maka semua indikator mempunyai nilai ragam yang tidak berbeda secara signifikan.

            Data kurva kalibrasi digunakan untuk menentukan limit deteksi dan limit kuantisasi agar diperoleh informasi bagaimana statistika dapat digunakan untuk mengkarakterisasi kemampuan suatu metode untuk mendeteksi analat dalam jumlah yang kecil. Hasil pengolahan data diperoleh nilai limit deteksi sebesar 0.1341 dan nilai limit kuantisasi sebesar 0.4064. Selain itu, dari kurva kalibrasi diperoleh rerata slope sebesar 0.01555 dan rerata intersep sebesar 0.000632. Titik-titik yang lurus mendekati satu garis pada kurva kalibrasi di atas menunjukkan semakin tinggi konsentrasi absorban.

            Pengukuran kadar flavonoid total dalam meniran diperoleh reratanya sebesar 1.1789 dan standar deviasinya sebesar 0.0645. Juga dilakukan uji Q untuk menentukan apakah terdapat suatu data pencilan dari serangkaian data analisis yang diperoleh. Hasil perhitungan uji Q bawah diperoleh sebesar 0.150 dan uji Q atas diperoleh sebesar 0.260, ternyata nilai Q_hitung < Q _tabel maka tidak terdapat pencilan artinya data dapat diterima. Selang kepercayaan 95% diperoleh nilai 1,1293 < μ < 1,2286 dengan nilai presisi sebesar 5.4718%. Nilai 1,1293 < μ < 1,2286 artinya nilai pada selang ini bagus. Hasil uji akurasi diperoleh sebesar 60.78%, akurasi ini digunakan untuk mengetahui nilai rerata hasil yang diperoleh cocok dengan nilai sebenarnya juga untuk mengetahui mengapa data tersebar diantara nilai tengahnya. Hasil yang diperoleh sebesar 60.78% menunjukkan bahwa nilai rerata hasil yang diperoleh cocok dengan nilai sebenarnya.

Kesimpulan

            Pengolahan data hasil analisis menggunakan evaluasi statistika dilakukan uji signifikasi yaitu uji t dan uji F. Hasil dari uji t didapatkan bahwa nilai t_hitung lebih kecil dari nilai t_tabel maka nilai uji t tidak berbeda nyata dengan nilai sebenarnya pada tiap indikator. Hasil dari uji F didapatkan bahwa nilai F_hitung lebih kecil dari nilai F_tabel maka semua indikator mempunyai nilai ragam yang tidak berbeda secara signifikan. Evaluasi kinerja analitik dengan parameter limit deteksi dan limit kuantisasi diperoleh nilainya sebesar 0.1341 dan 0.000632. Hasil uji akurasi diperoleh sebesar 60.78% menunjukkan bahwa nilai rerata hasil yang diperoleh cocok dengan nilai sebenarnya.

Daftar Pustaka

SR. R. A. Day dan A.L. Undewood 2002. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.

Khopkar, s.m. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Pres.

Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. USA : The McGraw-Hill Companies, Inc.